机动车辆上的用于主动流动控制的复合面板和系统的制作方法

本发明涉及多稳态面板，并且具体地涉及用于主动流动控制的大型汽车多稳态面板。

背景技术：

1、本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

2、空气动力学可以规划在定义车辆续航里程和燃料里程方面的重要作用。随着电动车辆变得越来越普遍，空气动力学因此起着越来越重要的作用。在较高速度下，围绕并通过机动车辆的气流开始对加速度、最高速度、燃料效率和操纵产生更显著的影响。

3、此外，空气动力学只是车辆外部的要求之一。车辆的外部形状也由其他方面限定，包括设计空间、封装空间、功能性、功率要求和越野能力等。因此，形成具有适应变化的驾驶条件的能力的外表面可以使得车辆能够在不牺牲其他方面的性能的情况下改善其续航里程。

4、主动空气动力学装置被设计成在汽车运动时重新取向或重新定位以调整车辆的空气动力学性质。示例包括可伸缩扰流板和后翼。然而，常见的主动空气动力学装置可能体积庞大、笨重且复杂。因此，成本、封装空间和重量通常是实施的障碍。并且在标准生产车辆上，车辆性能和成本通常彼此不一致。

5、本公开解决了与空气动力学或气流控制相关的这些挑战，以及与机动车辆的空气动力学性能和效率相关的其他问题。

技术实现思路

1、本部分提供了对本公开的总体概述并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。

2、在一种形式中，本公开提供了一种复合面板，其具有基质、设置在所述基质内的形状记忆纤维、多个狭缝以及联接到所述形状记忆纤维的电端接区域。所述多个狭缝彼此平行地布置并且延伸穿过所述复合面板的厚度的至少一部分。

3、在可以单独地或以任何组合实施的这种形式的变型中：结构纤维增强物设置在基质内；所述基质和所述形状记忆纤维以层压构造布置；所述层压构造的一部分是平衡且对称的，并且所述层压构造的靠近所述狭缝的另一部分是不平衡且不对称的；所述复合面板限定梯形形状；所述多个狭缝延伸穿过所述复合面板的整个厚度；所述形状记忆纤维是压电的；所述复合面板还包括至少一个空气动力学膜层，所述至少一个空气动力学膜层设置在所述多个狭缝上方，使得所述复合面板的外模线表面是连续的；所述复合面板还包括设置在所述复合面板的前缘处的一定浓度的导电纤维，所述导电纤维联接到所述电端接区域；并且所述基质和形状记忆纤维使用增材制造工艺制造，使得所述复合面板限定不对称材料布局。

4、本公开还提供了一种用于主动空气控制的系统。所述系统包括电源和复合面板，其中所述复合面板包括基质、设置在所述基质内的结构纤维加强件、设置在所述基质内的形状记忆纤维、多个狭缝以及联接到所述形状记忆光纤和所述电源的电端接区域。所述多个狭缝彼此平行地布置并且延伸穿过所述复合面板的厚度的至少一部分。所述电源被配置为向所述复合面板施加突发电压并且将复合面板的形状改变(例如，从停放状态改变为展开状态，或从展开状态改变为停放状态，或从展开状态改变为另一种替代的展开状态)，从而修改在操作期间延伸跨过所述复合面板的气流。

5、在可以单独地或以任何组合实施的这种形式的变型中：所述复合面板限定梯形形状；所述形状记忆纤维是压电的；所述基质、所述结构纤维增强物和所述形状记忆纤维以层压构造布置；所述层压构造的一部分是平衡且对称的，并且所述层压构造的靠近所述狭缝的另一部分是不平衡且不对称的；所述基质和所述结构纤维增强物是预浸渍的，并且所述结构纤维增强物是连续的；所述系统还包括：传感器，所述传感器用于检测所述气流的操作特性；以及与所述传感器通信的控制器，所述控制器被配置为向所述电源发送信号以施加所述突发电压；并且所述传感器是速度传感器。

6、在另一种形式中，本公开提供了一种用于主动空气控制的系统。所述系统包括电源和复合面板，其中所述复合面板包括基质、固定到所述复合面板的至少一个外表面的致动器元件、多个狭缝以及联接到所述形状记忆元件和所述电源的电端接区域。所述多个狭缝彼此平行地布置并且延伸穿过所述复合面板的厚度的至少一部分。所述电源被配置为向所述复合面板施加突发电压并且将复合面板的形状改变(例如，从停放状态改变为展开状态，或从展开状态改变为停放状态，或从展开状态改变为另一种替代的展开状态)，从而修改在操作期间延伸跨过所述复合面板的气流。

7、在可以单独地或以任何组合实施的这种形式的变型中：所述基质和所述形状记忆纤维以层压构造布置，并且所述层压构造的一部分是平衡且对称的，并且所述层压构造的靠近所述狭缝的另一部分是不平衡且不对称的。

8、根据本文中提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，而不意在限制本公开的范围。

技术特征：

1.一种复合面板，其包括：

2.根据权利要求1所述的复合面板，其中所述基质和所述形状记忆纤维以层压构造布置。

3.根据权利要求1所述的复合面板，其还包括设置在所述基质内的结构纤维增强物。

4.根据权利要求3所述的复合面板，其中所述基质、所述形状记忆纤维和所述结构纤维增强物以层压构造布置。

5.根据权利要求2或权利要求4所述的复合面板，其中所述层压构造的一部分是平衡且对称的，并且所述层压构造的靠近所述狭缝的另一部分是不平衡且不对称的。

6.根据权利要求1所述的复合面板，其中所述复合面板限定梯形形状。

7.根据权利要求1所述的复合面板，其中所述多个狭缝延伸穿过所述复合面板的整个厚度。

8.根据权利要求1所述的复合面板，其还包括至少一个空气动力学膜层，所述至少一个空气动力学膜层设置在所述多个狭缝上方，使得所述复合面板的外模线表面是连续的。

9.根据权利要求1所述的复合面板，其中所述形状记忆纤维是压电的。

10.根据权利要求1所述的复合面板，其还包括设置在所述复合面板的前缘处的一定浓度的导电纤维，所述导电纤维联接到所述电端接区域。

11.根据权利要求1所述的复合面板，其中所述基质和所述形状记忆纤维使用增材制造工艺制造，使得所述复合面板限定不对称材料布局。

12.根据权利要求3所述的复合面板，其中所述基质和所述结构纤维增强物是预浸渍的，并且所述结构纤维增强物是连续的。

13.一种用于主动气流控制的系统，所述系统包括：

14.根据权利要求13所述的用于主动气流控制的系统，其还包括：

15.根据权利要求14所述的用于主动气流控制的系统，其中所述传感器是速度传感器。

技术总结本公开提供了“机动车辆上的用于主动流动控制的复合面板和系统”。一种复合面板包括基质、设置在基质中或固定到复合面板的外表面的致动器元件、多个狭缝和联接到形状记忆纤维/元件的电端接区域。所述多个狭缝彼此平行地布置并且延伸穿过所述复合面板的厚度的至少一部分。电源被配置为向形状记忆纤维/元件施加突发电压以改变复合面板的形状，从而修改在操作期间延伸跨过复合面板的气流。技术研发人员：K·霍华德,A·阿瑞塔迪亚兹,K·博达帕蒂,M·凯利受保护的技术使用者：福特全球技术公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18